从火焰图像求取温度场的双色法测量系统-论文.pdf

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1、ISSN1674-8484汽车安全与节能学报，2014年，第5卷第1期——11／13CN11-5904／UJAutomotiveSaltyandEnergy,2014，Vo1．5No．183—9O从火焰图像求取温度场的双色法测量系统成晓北，郗涛，曾志斌(华中科技大学能源与动力工程学院，武汉430074，中国)摘要：燃烧火焰的温度测量对于发动机燃烧状态的诊断十分重要，可用于发动机的改进。本文用数字图像处理技术、光学和辐射学知识，建立了双色法测量温度的计算模型。用一个彩色电荷耦合器件(CCD)摄像机，获取燃烧火焰光学影像，从火焰图像中得到温度场。用Matlab软件，编制了该模型

2、的标定和计算的程序。该系统能对标定图像，进行批量处理。用双色法标定参数曲线，得出温度场，并输出灰度图和伪彩色图，可给出一些温度场的统计值。结果表明：本系统所得结果与实际测量结果基本一致。关键词：发动机燃烧火焰：温度测量：双色法；火焰图像：数字图像处理：碳烟中图分类号：TK411+．2文献标识码：DOI：10．3969／j．issn．1674—8484．2014．01．011T1emperaturefieldmeasurementsystemwithtwo-colo~rmeetho0dfromflameimagesCHENGXiaobei，XlTao，ZENGZhibin(S

3、choolofEnergyandPowerEngineering,HuazhongUniversityofScienceandTechnology,Wuhan430074，Chin~Abstract：CombustionflametemperaturemeasuremenlISimportantforcombustionstatusdiagnosiswhichiSwidelyusedtoimproveenginecombustion．Atwo—colortemperaturemeasurementcalculationmode1wasestablishedbasedondi

4、gitalimageprocessingtechnology，opticalandradiologicalknowledge．FlameimagesobtainedbyacolorCCD(chargecoupleddevice)camerawereusedtoproducetemperaturefieldandthentoextraclcolormatrixinformationusingacalibrationandcalculationsoftwareprogramedbyauthorswithMATLABsoftware．Thesystemcanbeusedtobat

5、chprocesscalibratedimage．Thecalibrationparametercurvefr0mtwo-colormethodwasusingtogeIlhetemperaturefieldingrayscaleorpseudo—colorimage，andthestatisticalvalueoflhetemperaturefield．Theresultsshowlhalcalculationresultsandihemeasuremenlresultsarebasicalylhesame．Keywords：combustionflameofengine

6、；temperaturemeasurement；two-colormethod；flameimage；digitaimageprocessing；soot收稿El期／Received：2013—08．22基金项目／Supportedby：国家自然科学基金资助项目(51176056)第一作者／Firstauthor：成晓北(1964一)，男(汉)，河南，副教授。E-mail：chengxiaobei@sina．corn第二作者／Secondauthor：郗涛，硕士研究生。E-mail：603275040@qq．corn汽车安全与节能学报2014年第5卷第1期温度的非正常变化预

7、示燃烧过程出现异常，会影简化为响燃烧的质量进而降低燃烧效率增加生产成本。火焰，)=e2C．-5exp[一／()]．(4)是反映燃烧状态质量的最直接因素，安全可靠的燃烧彩色CCD摄像机的核心部件是面阵电荷耦合器温度监测技术已受到广泛关注。在汽车或发动机的研件CCD，它可以将摄像机中感光元件的电荷变化转化究中，燃烧是非常重要的一部分，快速准确的掌握燃成电压变化再由信号处理单元处理最终转化成通用的烧状况对发动机的研究有着巨大的帮助，因此，温度视频信号加以储存。测量—直是研究人员关注的问题。普通CCD只能分辨光的强弱，不能